In de astrofysica is deperiheliumis het punt in de baan van een object wanneer het zich het dichtst bij de zon bevindt. Het komt van het Grieks voor dichtbij (peri) en zon (Helios). Het tegenovergestelde is deaphelium, het punt in zijn baan waarop een object het verst van de zon verwijderd is.
Het concept van perihelium is waarschijnlijk het meest bekend in relatie tot:kometen. De banen van kometen zijn meestal lange ellipsen met de zon in één brandpunt. Als gevolg hiervan wordt het grootste deel van de tijd van de komeet ver van de zon doorgebracht.
Als kometen echter het perihelium naderen, komen ze dicht genoeg bij de zon zodat de hitte en straling de naderende komeet om de heldere coma en lange gloeiende staarten te ontspruiten die ze tot de beroemdste hemellichamen maken voorwerpen.
Lees verder om meer te weten te komen over hoe het perihelium zich verhoudt tot de orbitale fysica, inclusief aperiheliumformule.
Excentriciteit: de meeste banen zijn niet echt cirkelvormig
Hoewel velen van ons een geïdealiseerd beeld hebben van het pad van de aarde rond de zon als een perfecte cirkel, is de realiteit dat zeer weinig (of geen) banen daadwerkelijk cirkelvormig zijn - en de aarde is geen uitzondering. Bijna allemaal zijn ze eigenlijk
ellipsen.Astrofysici beschrijven het verschil tussen de hypothetisch perfecte, cirkelvormige baan van een object en zijn onvolmaakte, elliptische baan als zijnexcentriciteit. Excentriciteit wordt uitgedrukt als een waarde tussen 0 en 1, soms omgerekend naar een percentage.
Een excentriciteit van nul duidt op een perfect cirkelvormige baan, waarbij grotere waarden steeds elliptischere banen aangeven. De niet helemaal cirkelvormige baan van de aarde heeft bijvoorbeeld een excentriciteit van ongeveer 0,0167, terwijl de extreem elliptische baan van de komeet van Halley een excentriciteit van 0,967 heeft.
De eigenschappen van ellipsen
Als we het hebben over orbitale beweging, is het belangrijk om enkele termen te begrijpen die worden gebruikt om ellipsen te beschrijven:
- foci: twee punten binnen de ellips die de vorm ervan kenmerken. Foci die dichter bij elkaar liggen, betekenen een meer ronde vorm, verder uit elkaar betekent een meer langwerpige vorm. Bij het beschrijven van zonnebanen zal een van de brandpunten altijd de zon zijn.
- centrum: elke ellips heeft één middelpunt.
- hoofdas: een rechte lijn over de langste breedte van de ellips, deze gaat door zowel de brandpunten als het midden, de eindpunten zijn de hoekpunten.
- halve lange as: de helft van de hoofdas, of de afstand tussen het middelpunt en één hoekpunt.
- hoekpunten: het punt waarop een ellips haar scherpste bochten maakt en de twee verste punten van elkaar in de ellips. Bij het beschrijven van zonnebanen komen deze overeen met het perihelium en het aphelium.
- kleine as: een rechte lijn kruist de kortste breedte van de ellips en gaat door het midden. Het eindpunten zijn de co-hoekpunten.
- halve secundaire as:helft van de korte as, of de kortste afstand tussen het middelpunt en een co-vertex van de ellips.
Excentriciteit berekenen
Als u de lengte van de hoofd- en nevenassen van een ellips kent, kunt u de excentriciteit ervan berekenen met de volgende formule:
\text{excentriciteit}^2 = 1,0-\frac{\text{halve lange as}^2}{\text{halve lange as}^2}
Doorgaans worden lengtes in orbitale beweging gemeten in termen van astronomische eenheden (AU). Eén AU is gelijk aan de gemiddelde afstand van het middelpunt van de aarde tot het middelpunt van de zon, of149,6 miljoen kilometer. De specifieke eenheden die worden gebruikt om de assen te meten, doen er niet toe, zolang ze maar hetzelfde zijn.
Laten we de periheliumafstand van Mars vinden
Met dat alles uit de weg, is het berekenen van perihelium- en apheliumafstanden eigenlijk vrij eenvoudig, zolang je de lengte van een baan weethoofdasen zijnexcentriciteit. Gebruik de volgende formule:
\text{perihelium} = \text{halve lange as}(1-\text{excentriciteit})\\\text{ }\\ \text{aphelion} =\text{halve lange as}(1 + \text {excentriciteit})
Mars heeft een halve lange as van 1.524 AU en een lage excentriciteit van 0.0934, dus:
\text{perihelion}_{Mars} = 1.524\text{ AU}(1-0.0934)=1.382\text{ AU}\\\text{ }\\ \text{aphelion}_{Mars} =1.524\text{ AU}(1 + 0.0934)=1.666\text{ AU}
Zelfs op de meest extreme punten in zijn baan blijft Mars ongeveer op dezelfde afstand van de zon.
De aarde heeft eveneens een zeer lage excentriciteit. Dit helpt om het aanbod van zonnestraling van de planeet het hele jaar door relatief constant te houden en betekent dat de excentriciteit van de aarde geen extreem merkbare impact heeft op ons dagelijks leven leeft. (De kanteling van de aarde om zijn as heeft een veel merkbaarder effect op ons leven door het bestaan van seizoenen te veroorzaken.)
Laten we nu in plaats daarvan de perihelium- en apheliumafstanden van Mercurius tot de zon berekenen. Mercurius staat veel dichter bij de zon, met een halve lange as van 0,387 AU. Zijn baan is ook aanzienlijk meer excentriek, met een excentriciteit van 0,205. Als we deze waarden in onze formules stoppen:
\text{perihelion}_{Mercury} = 0.387\text{ AU}(1-0.206)=0.307\text{ AU}\\\text{ }\\ \text{aphelion}_{Mercury} =0.387\text{ AU}(1 + 0.206)=0.467\text{ AU}
Die cijfers betekenen dat Mercurius bijnatwee derdedichter bij de zon tijdens het perihelium dan bij het aphelium, waardoor er veel meer dramatische veranderingen ontstaan in de manier waarop veel warmte en zonnestraling waaraan het zonwaartse oppervlak van de planeet wordt blootgesteld in de loop van zijn baan.